Использование солнечной энергии для высокоэффективного производства NH₃

Схема ячейки PEC, используемой для производства NH3.RU@TINS/Ni/Perocathode объединяется с анодом PT@TINS для достижения одновременной беспрепятственной выработки NH3 и царизации глицерина.Кредит: Катализ природы (2024).Doi: 10.1038/s41929-024-01133-4

Технология, которая использует солнечную энергию для производства высокоэффективного аммиака (NH3), была представлена исследовательской группой, связанной с Unist.

Во главе с профессором Сун-Йон Джангом и профессором Джи-Вуком Джангом из Школы энергетической и химической инженерии в Unist, в сотрудничестве с профессором Томасом Ф. Джарамильо из Стэнфордского университета, команда разработала экологически чистую фотоэлектродную систему на базе Перовскита дляПроизводство NH3, которое превзошло стандарт коммерциализации Министерства энергетики США (DOE) в 1,7 раза, установив новый мировой рекорд в области эффективности производства аммиака.

Работа опубликована в журнале Nature Catalysise.

Система работает на принципе снижения нитрата (NO3-) в воде для производства NH3 с использованием солнечной энергии.Этот метод не только предлагает более экологически численную альтернативу обычным процессу Хабер-Боша, который в значительной степени опирается на ископаемое топливо, но также открывает возможности для синтеза высококачественных соединений, используемых в различных отраслях, таких как удобрения, еда и фармацевтикаПолем

Ключом к успеху этой технологии является разработка высокоэффективной фотоэлектродной системы, которая объединяет солнечные элементы перовскита с катализатором рутения (RU) на титанатных нанолистах (банки).Защивывая материал перовскита с помощью металла Филд и интегрируя его с катализатором производства NH3, исследовательская группа достигла непревзойденной производительности и долговечности в производстве NH3.

Примечательно, что использование глицерина в качестве реагента, которое позволяет производству NH3 без необходимости внешнего напряжения.Оптимизируя реакцию окисления глицерина с напряжением, генерируемым фотоэлектродами, команда продемонстрировала замечательную максимальную скорость производства аммиака 1745 мкг3 см-2H-1, намного превосходя стандарт коммерциализации Министерства энергетики США (DOE).

Профессор Джи-Вук Джанг сказал: «Благодаря этому исследованию мы продемонстрировали производство NO3-, основной источник загрязнения в воде, в то же время окисляющий глицерин, низкий уровень побочного продукта, полученный из биомассы, для полученияболее высокая стоимость глицечная кислота (GA).

«Эта технология обладает огромным потенциалом для производства экологически чистых видов топлива».

Профессор Сунг-Йон Джанг сказал: «Наше исследование представляет собой значительный прогресс в производстве солнечного топлива, превосходящее стандарты коммерциализации и прокладываю путь к более устойчивому будущему в производстве аммиака».

Больше информации: Ахмад Тайеби и др., Производство солнечной батареи без смещения с помощью фотокатоды на основе перовскита в сочетании с валоризацией глицерина, природного катализа (2024).Doi: 10.1038/s41929-024-01133-4